為了減少成本,陳新在外骨骼關節的連接方式上采用的都是擺動連接,隻能在一個平麵內進行一定程度的擺動,想要靈活的活動,需要多個關節一起配合。
這無疑就使得外骨骼的關節活動範圍和靈活度受到了限製。
放到下肢還好,畢竟人類的兩條腿大多數時候都隻是做鐘擺運動,隻需要來回擺動就可以了,沒人會平時閒的無聊劈橫叉。
但對於上肢來說,這樣的設計就有些尷尬了。
人體的上肢,也就是手臂除開手掌的指關節外,還有肩、肘、腕和橈尺這四個關節部分。
其中肩關節有屈、伸、外展、內外旋轉的功能,也因此關節頭呈現為球形,被稱為球形關節,靠著球形關節結構的優勢,肩關節可以屈0°~180°,伸0°~50°,外展0°~180°,內外旋轉0°~90°,堪稱人體最靈活的關節之一,甚至比腕關節還要靈活。
陳新的父親說手臂抬不起來,很大一部分程度上就是受到外骨骼在肩部的活動關節影響。
畢竟陳新在外骨骼的肩部關節所采用的是兩個鐘擺連接,一個負責前後擺動,一個負責上下擺動,兩個關節配合倒是也能讓手臂在一定範圍內靈活活動。
可受限於結構本身的限製,加上還需要連接助力結構,這一部分的靈活性是有限的。
其最明顯的表現就是使用者的手臂無法抬得比肩膀還高,也沒有辦法向後彎曲。
再加上外骨骼肘部的連接關節因為連接結構的問題隻能做0°~90°的屈、伸,和正常手臂關節0°~150°的屈、伸相比,少了足足60°的活動範圍,這就使得使用者沒有辦法靠自己的雙手摘掉頭上的頭盔。
想要提升靈活性,就隻能調整外骨骼關節的連接結構,增大其活動角度,或者采用更複雜的結構,讓其變得更加靈活。
采用和人體骨骼結構一樣的球形關節倒不是不可以,隻是人體的骨骼關節的連接麵上有著一層軟骨,靠著這層能夠不斷的再生的軟骨人體才能夠承受住關節的磨損。
並且即便如此,也依舊有人因為高強度的勞動,導致關節磨損嚴重,出現關節勞損的病症。
對於機械來說,換成球形關節的話,機械磨損將是一個無可避免的難題。
無法再生隻能采用軸承和潤滑來減小摩擦,或者在磨損嚴重之後進行替換,但替換頻繁無疑會增加維護成本,違背陳新想要降低成本的初衷。
而且在球形關節上使用普通金屬材料扛不住高強度的使用,而采用耐磨的高強度材料又會提高成本。
除此之外就隻有增加更多的活動關節來實現更靈活的活動角度,但複雜的結構又會使得維護變得無比麻煩,這讓陳新頓時陷入了一種令人頭禿的死循環。